- Cần trục tháp là loại cần trục có một thân tháp thường cao từ 30 50, hoặc cao hơn nữa (có thể đến 100 120 m). Phía trên gần đỉnh tháp có gắn cần dài từ 12 50 m đôi khi đến 70m, được kết nối bằng chốt bản lề. Một đầu cần còn lại được treo bằng cáp hoặc thanh kéo đi qua đỉnh tháp. Kết cấu chung của cần trục tháp chủ yếu gồm 2 phần: phần quay và phần không quay). Trên phần quay bố trí các cơ cấu công tác như: tời nâng vật, tời nâng cần, tời kéo xe con, cơ cấu quay, đối trọng, trang thiết bị điện và các thiết bị an toàn.
- Phần không quay có thể được đặt cố định trên nền hoặc có khả năng di chuyển trên đường ray nhờ cơ cấu di chuyển. Tất cả các cơ cấu của cần trụ được điều khiển bởi cabin treo trên cao gần đỉnh tháp phổ biến là loại cabin được treo ở phần liên kết giữa cần tháp và cột tháp.
- Do có chiều cao nâng và tầm với lớn, có không gian phục vụ nâng nhờ các chuyển động nâng hạ vật, thay đổi tầm với, quay toàn vòng và dịch chuyển toàn bộ máy mà cần trục tháp được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng dân dụng, xây dựng công nghiệp hoặc dùng để bốc dỡ, vận chuyển hàng hóa, cấu kiện, vật liệu trên các kho bãi.
- Tuy nhiên do kết cấu phức tạp, tháp cao và nặng, tốn kém nhiều chi phí trong quá trình tháo dỡ và lắp ráp, di chuyển, chuẩn bị mặt bằng nếu cần tháp được yêu cần chỉ sử dụng ở nơi có khối lượng xây lắp tương đối lớn và khi sử dụng cần trục tự hành là không đem lại hiệu quả kinh tế cao hoặc khả năng đáp ứng yêu cầu về công việc thấp. Do tính chất làm việc của cần trục tháp là luôn thay đổi địa điểm nên chúng thường được thiết kế sao cho dễ tháo dỡ, dựng lắp và vận chuyển hoặc có khả năng tự dựng và được di chuyển trên đường dưới dạng tổ hợp toàn máy. Điều này làm giảm đi được chi phí và thời gian dựng lắp cần trục
- Thông thường cần trục tháp được chế tạo có sức nâng từ 1 12 (T) , cá biệt là có thể đến 75 (T), moment tải của cần trục đạt tới 350 t; m, tầm với từ 8 50, chiều cao nâng đến 100 120(m). do có chiều cao nâng là rất lớn nên tốc độ nâng sẽ bị hạn chế lại và nằm trong khoảng 0,32 1m/s và có thể thay đổi tốc độc theo cấp hoặc vô cấp.
- Tốc độ nâng hạ vật để điều chỉnh hàng thường là 8m/s, tốc độ quay của cần từ 0,3 1v/pt, thời gian thay đổi tầm với từ 25 100 (s), tốc độ di chuyển của xe con 0,2 1m/s và di chuyển cần trục 0,2 0,63m/s.
Phân loại:
- Cần trục tháp trong thực tế được chế tạo rất nhiều và đa dạng, tuy nhiên để phân loại theo từng nhóm cần trục ta có thể dựa vào các đặc điềm riêng của tường loại cần trục.
Phân loại theo công dụng:
Cần trục tháp có công dụng chung dùng trong xây dựng dân dụng và một phần dùng trong xây dựng công nghiệp. Loại này có moment tải từ 4 160 t.m, có sức nâng 0,4 8 (t), chiều cao nâng từ 12 100m tầm với lớn nhất vào khoảng 10 30(m). để xây dựng nhà bằng phương pháp lắp ghép tấm hoặc khối bê tông còn có các cần trục tháp có sức nâng đến 12 T và moment tải 40 250t.m. Ngoài ra loại cần có loại cần trục tháp dùng để xây dựng các công trình lớn, loại này có moment tải khá lớn từ 30 250t.m có thể lên tới 500 t.m, sức nâng ở tầm với lớn nhất đạt 2 4 (t), ở tầm với nhỏ nhất vào khoảng 12 (t), tầm với đạt 20 50m có thể đạt tới 70(m), chiều cao nâng 50 100(m) và có thể lên tới 250m. tuy nhiên loại cần trục tháp đặc biệt chuyên dùng trong xây dựng công nghiệp có moment tải rất lớn đạt tới 600 t.m cá biệt lên tới 1500 t.m. Sức nâng lớn từ 2 75 T tầm với lớn nhất 20 40m.
· Phân loại theo phương án lắp đặt tại hiện trường có thể chia ra: cần trục tháp di chuyển trên ray, cần trục tháp đặt cố định và cần trục tháp tự nâng. Cần trục tháp cố định có chân tháp gắn liền với nền móng hoặc trục cố định. Cần trục tháp tự nâng có thể nằm ngoài hoặc trong công trình, tháp được tự nối độ dài để tăng độ cao nâng theo sự phát triển chiều cao của công trình, khi tháp có độ cao lớn nó được neo với công trình để tăng ổn định và tăng khả năng chịu lực ngang. Với cần trục tháp tự nâng đặt trên công trình xây dựng, khi làm việc sẽ tự nâng toàn bộ cần trục theo chiều cao công trình. Toàn bộ tải trọng cần trục được truyền xuống công trình
Phân loại theo đặc điểm làm việc của tháp có cần trục tháp loại quay vòng và loại tháp không quay.Ở loại tháp quay, toàn bộ tháp và có cơ cấu được đặt trên bàn quay. Bàn quay đặt trên thiết bị tựa quay đặt trên khung di chuyển. Khi quay toàn bộ bàn quay quay cùng với tháp. Ơ tháp không quay, phần quay đặt trên đầu tháp. Khi quay chỉ có cần, đầu tháp, đối trọng và các cơ cấu trên đó quay.
Phân loại theo phương pháp thay đổi tầm với ta có thể chia ra làm 2 loại: cần trục tháp với cần nâng hạ và cần trục tháp có cần nằm ngang có xe con di chuyển trên cần để thay đổi tầm với. Cần kiểu nâng hạ có kết cấu nhẹ và chiều cao nâng lớn hơn so với loại cần nằm ngang. Cần nằm ngang có kết cấu nặng hơn nhưng do thay đổi tầm với bằng xe con nên độ cao nâng và tốc độ di chuyển ngang của vật là ổn định , đặc
biệt là có thể đưa móc treo tiến gần sát thân tháp nên tăng không gian phục vụ của cần trục.
Tóm lại cần trục tháp chủ yếu dùng trong các công trình xây dựng là ưu điểm lớn nhất của nó mà các loại máy trục khác không thể có, khi thiết kế, chế tạo người ta chỉ lưu ý đến đặc điểm riêng lớn nhất của nó mà lựa chọn sao cho phù hợp với công việc mà nó thực hiện.
28 trang |
Chia sẻ: oanh_nt | Lượt xem: 1346 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang nội dung tài liệu Đồ án Thiết kế kết cấu thép của cần cẩu trục tháp, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
A- GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC THIẾT BỊ NÂNG HẠ PHỤC VỤ XÂY DỰNG
Cần trục tháp là loại cần trục có một thân tháp thường cao từ 30 ¸ 50, hoặc cao hơn nữa (có thể đến 100 ¸ 120 m). Phía trên gần đỉnh tháp có gắn cần dài từ 12 ¸ 50 m đôi khi đến 70m, được kết nối bằng chốt bản lề. Một đầu cần còn lại được treo bằng cáp hoặc thanh kéo đi qua đỉnh tháp. Kết cấu chung của cần trục tháp chủ yếu gồm 2 phần: phần quay và phần không quay). Trên phần quay bố trí các cơ cấu công tác như: tời nâng vật, tời nâng cần, tời kéo xe con, cơ cấu quay, đối trọng, trang thiết bị điện và các thiết bị an toàn.
Phần không quay có thể được đặt cố định trên nền hoặc có khả năng di chuyển trên đường ray nhờ cơ cấu di chuyển. Tất cả các cơ cấu của cần trụ được điều khiển bởi cabin treo trên cao gần đỉnh tháp phổ biến là loại cabin được treo ở phần liên kết giữa cần tháp và cột tháp.
Do có chiều cao nâng và tầm với lớn, có không gian phục vụ nâng nhờ các chuyển động nâng hạ vật, thay đổi tầm với, quay toàn vòng và dịch chuyển toàn bộ máy mà cần trục tháp được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng dân dụng, xây dựng công nghiệp hoặc dùng để bốc dỡ, vận chuyển hàng hóa, cấu kiện, vật liệu trên các kho bãi.
Tuy nhiên do kết cấu phức tạp, tháp cao và nặng, tốn kém nhiều chi phí trong quá trình tháo dỡ và lắp ráp, di chuyển, chuẩn bị mặt bằng nếu cần tháp được yêu cần chỉ sử dụng ở nơi có khối lượng xây lắp tương đối lớn và khi sử dụng cần trục tự hành là không đem lại hiệu quả kinh tế cao hoặc khả năng đáp ứng yêu cầu về công việc thấp. Do tính chất làm việc của cần trục tháp là luôn thay đổi địa điểm nên chúng thường được thiết kế sao cho dễ tháo dỡ, dựng lắp và vận chuyển hoặc có khả năng tự dựng và được di chuyển trên đường dưới dạng tổ hợp toàn máy. Điều này làm giảm đi được chi phí và thời gian dựng lắp cần trục
Thông thường cần trục tháp được chế tạo có sức nâng từ 1 ¸ 12 (T) , cá biệt là có thể đến 75 (T), moment tải của cần trục đạt tới 350 t; m, tầm với từ 8 ¸ 50, chiều cao nâng đến 100 ¸ 120(m). do có chiều cao nâng là rất lớn nên tốc độ nâng sẽ bị hạn chế lại và nằm trong khoảng 0,32 ¸ 1m/s và có thể thay đổi tốc độc theo cấp hoặc vô cấp.
Tốc độ nâng hạ vật để điều chỉnh hàng thường là £ 8m/s, tốc độ quay của cần từ 0,3 ¸ 1v/pt, thời gian thay đổi tầm với từ 25 ¸ 100 (s), tốc độ di chuyển của xe con 0,2 ¸ 1m/s và di chuyển cần trục 0,2 ¸ 0,63m/s.
Phân loại:
Cần trục tháp trong thực tế được chế tạo rất nhiều và đa dạng, tuy nhiên để phân loại theo từng nhóm cần trục ta có thể dựa vào các đặc điềm riêng của tường loại cần trục.
Phân loại theo công dụng:
Cần trục tháp có công dụng chung dùng trong xây dựng dân dụng và một phần dùng trong xây dựng công nghiệp. Loại này có moment tải từ 4 ¸ 160 t.m, có sức nâng 0,4 ¸ 8 (t), chiều cao nâng từ 12 ¸ 100m tầm với lớn nhất vào khoảng 10 ¸30(m). để xây dựng nhà bằng phương pháp lắp ghép tấm hoặc khối bê tông còn có các cần trục tháp có sức nâng đến 12 T và moment tải 40 ¸ 250t.m. Ngoài ra loại cần có loại cần trục tháp dùng để xây dựng các công trình lớn, loại này có moment tải khá lớn từ 30 ¸ 250t.m có thể lên tới 500 t.m, sức nâng ở tầm với lớn nhất đạt 2 ¸ 4 (t), ở tầm với nhỏ nhất vào khoảng 12 (t), tầm với đạt 20 ¸ 50m có thể đạt tới 70(m), chiều cao nâng 50 ¸ 100(m) và có thể lên tới 250m. tuy nhiên loại cần trục tháp đặc biệt chuyên dùng trong xây dựng công nghiệp có moment tải rất lớn đạt tới 600 t.m cá biệt lên tới 1500 t.m. Sức nâng lớn từ 2 ¸ 75 T tầm với lớn nhất 20 ¸ 40m.
Phân loại theo phương án lắp đặt tại hiện trường có thể chia ra: cần trục tháp di chuyển trên ray, cần trục tháp đặt cố định và cần trục tháp tự nâng. Cần trục tháp cố định có chân tháp gắn liền với nền móng hoặc trục cố định. Cần trục tháp tự nâng có thể nằm ngoài hoặc trong công trình, tháp được tự nối độ dài để tăng độ cao nâng theo sự phát triển chiều cao của công trình, khi tháp có độ cao lớn nó được neo với công trình để tăng ổn định và tăng khả năng chịu lực ngang. Với cần trục tháp tự nâng đặt trên công trình xây dựng, khi làm việc sẽ tự nâng toàn bộ cần trục theo chiều cao công trình. Toàn bộ tải trọng cần trục được truyền xuống công trình
Phân loại theo đặc điểm làm việc của tháp có cần trục tháp loại quay vòng và loại tháp không quay.Ở loại tháp quay, toàn bộ tháp và có cơ cấu được đặt trên bàn quay. Bàn quay đặt trên thiết bị tựa quay đặt trên khung di chuyển. Khi quay toàn bộ bàn quay quay cùng với tháp. Ơû tháp không quay, phần quay đặt trên đầu tháp. Khi quay chỉ có cần, đầu tháp, đối trọng và các cơ cấu trên đó quay.
Phân loại theo phương pháp thay đổi tầm với ta có thể chia ra làm 2 loại: cần trục tháp với cần nâng hạ và cần trục tháp có cần nằm ngang có xe con di chuyển trên cần để thay đổi tầm với. Cần kiểu nâng hạ có kết cấu nhẹ và chiều cao nâng lớn hơn so với loại cần nằm ngang. Cần nằm ngang có kết cấu nặng hơn nhưng do thay đổi tầm với bằng xe con nên độ cao nâng và tốc độ di chuyển ngang của vật là ổn định , đặc
biệt là có thể đưa móc treo tiến gần sát thân tháp nên tăng không gian phục vụ của cần trục.
Tóm lại cần trục tháp chủ yếu dùng trong các công trình xây dựng là ưu điểm lớn nhất của nó mà các loại máy trục khác không thể có, khi thiết kế, chế tạo người ta chỉ lưu ý đến đặc điểm riêng lớn nhất của nó mà lựa chọn sao cho phù hợp với công việc mà nó thực hiện.
B-Tính toán thiết kế kết cấu thép hệ cộ
I-Khái niệm
Trong các máy trục ,kết cấu kim loại chiếm một phần lớn khối lượng kim loại ,kết cấu kim loại chiếm 60%-70% khối lượng toàn bộ máy trục, vì thế việc tính toán chon lượng kim loại thích hợp đảm bảo làm việc bình thường và tính kinh tế cao
Kết cấu kim loại của cột là thép ống ,có tiết diên mặt cắt ngang là hình vành khăn
II-Các thông số kỷ thuật
Tên các thông số
Ký hiệu
Giá trị
Đơn vị
Sức nâng định mức
Q0
8
T
Chiều cao nâng tối đa
Hmax
33
m
Chiều cao nâng tối thiểu
Hmin
48
m
Tầm với lớn nhất
Rmax
25
m
Tầm với nhỏ nhất
Rmin
12.5
m
Vận tốc nâng hàng
Vn
14
m/phút
Tốc độ quay của cần trục
Nq
0.7
Vòng/phút
Tốc độ di chuyển của cần trục
V
0.8
Vòng/phút
III-Vật liệu chế tạo và ứng suất cho phép kết cấu thép của cần
Chọn vật liệu chế tạo kết cấu thép cần là thép CT3, có cơ tính:
STT
Cơ tính vật liệu
Kí hiệu
Trị số
Đơn vị
1
Môđun đàn hồi
E
2,1.106
KG/cm2
2
Môđun đàn hồi trượt
G
0,84.106
KG/cm2
3
Giới hạn chảy
sch
2400 ¸ 2800
KG/cm2
4
Giới hạn bền
sb
3800 ¸ 4200
KG/cm2
5
Độ giãn dài khi đứt
e
21
%
6
Khối lượng riêng
g
7,83
T/m3
7
Độ dai va đập
ak
50¸100
J/cm2
IV-Các trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng:
- Khi máy trục làm việc thì nó chịu nhiều loại tải trọng khác nhau tác dụng lên kết cấu: tải trọng cố định, tải trọng quán tính, tải trọng gió, tải trọng do lắc động hàng trên cáp.
- Tổng hợp các tải trọng khác nhau tác dụng lên cần trục có thể chia ra 3 trường hợp:
+ Trường hợp tải trọng I :
Các tải trọng tác dụng lên máy trục là tải trọng tiêu chuẩn ở trạng thái làm việc và ở những điều kiện sử dụng tiêu chuẩn. Dùng để tính toán kết cấu kim loại theo độ
bền và độ bền mỏi. Khi tải trọng thay đổi, trong đó có trọng lượng hàng thay đổi thì không tính theo trị số tải trọng cực đại mà tính theo trị số tải trọng tương đương.
+ Trường hợp tải trọng II :
Các tải trọng tác dụng lên máy trục là tải trọng cực đại ở trạng thái làm việc và ở điều kiện nặng nhất, làm việc với trọng lượng vật nâng đúng tiêu chuẩn. Dùng để tính toán kết cấu kim loại theo độ bền và độ ổn định.
+ Trường hợp tải trọng III :
Các tải trọng tác dụng lên máy trục là tải trọng cực đại ở trạng thái không làm việc. Các tải trọng đó gồm có: trọng lượng bản thân cần trục và gió bão tác dụng lên cần trục ở trạng thái không làm việc. Trường hợp này dùng để kiểm tra kết cấu theo điều kiện độ bền, độ ổn định ở trạng thái không làm việc.
- Ở trạng thái làm việc của cần trục người ta tổ hợp các tải trọng tác dụng lên cần trục và chia thành các tổ hợp tải trọng sau :
+ Tổ hợp Ia, IIa : Tương ứng trạng thái cần trục làm việc, cần trục đứng yên chỉ có một cơ cấu nâng làm việc, tính toán khi khởi động (hoặc hãm) cơ cấu nâng hàng một cách
từ từ tính cho tổ hợp Ia; khởi động (hoặc hãm) cơ cấu nâng hàng một cách đột ngột tính cho tổ hợp IIa.
+ Tổ hợp Ib, IIb : Máy trục mang hàng đồng thời lại có thêm cơ cấu khác hoạt động (quay, thay đổi tầm với, di chuyển…) tiến hành khởi động (hoặc hãm) cơ cấu đó một
cách từ từ tính cho tổ hợp Ib; khởi động (hoặc hãm) cơ cấu đó một cách đột ngột tính cho tổ hợp IIb.
Bảng tổ hợp tải trọng.
Đối với từng loại cần trục, căn cứ vào điều kiện khai thác của cần trục và các tải trọng tác dụng lên nó mà ta có bảng tổng hợp tải trọng sau :
Các dạng tải trọng
IIa
IIb
IIc
IId
IIIa
IIIb
Trọng lượng bản thân các bộ phận
1.1G
1.1G
1.1G
1.1G
1.1G
1.5G
Trọng lượng hàng( không kể móc treo)
n2Q
n2Q
n2Q
n2Q
-
-
Tải trọng quán tính khi cơ cấu làm việc
Nâng hoặc hạ hàng
+
+
+
-
-
-
Quay có hàng
-
+
-
+
-
-
Lực ngang
do nghiêng cần trục
Trong mp treo hàng
-
-
+
+
+
-
vgóc với mp treo hàng
+
-
-
-
-
-
Aùp lực gió
nPgII
-
nPgII
nPgII
nPgIII
nPgIII
Tải trọng lắp rắp và vận chuyển
-
-
-
-
-
+
Các tổ hợp tải trọng qui ước dùng cho các bộ phận kết cấu thép như :IIa,IIb,IIc,cho các thanh biên của cần cột,tháp,bệ quay:IIc cho các thanh bụng của cần:IId cho các thanh bụng của tháp
Dấu “+”chỉ tải trọng có để ý đến:dấu “-“ chỉ tải trọng không cần để ý đến
Chiều của áp lực gió Pg lấy tương tự như chiue62 của lực ngang sinh ra do cần bị nghiêng
V-Các dạng tải trọng tính toán
Các lực trong thành phần của cột và cần được xác định theo tổ hợp tải trọng :IIa,IIb,IIc .Tiến hành tính toán theo trường hợp tải trọng bất lợi nhất.Đoiá với các trường hợp phức tạp và có khả năng làm cong cột và cần thì nên tính theo hệ thống biến dạng
Thường hợp xét đến tổ hợp IIa
1-Trọng lượng của các bộ phận
+Trọng lượng bản thân của cột và cần
Trọng lượng cần trục
G=(0.7-1.3)*Q*R=0.8*5.5*18=79.2(T)
Trọng lượng của kết cấu thép trong cần trục
Gkc=0.55*79.2=43.56(T)
Theo số liệu tính toán hệ cần ở trên ta có
Gbt-cần=10(T) suy ra Gcần=1.1*10=11(T)
+Trọng lượng của cột và chốt cột
G1=Gkc-Gcần=43.56-10=33.56(T)
+Để đảm bảo chiều cao treo puli phù hợp thì độ dài của chốt cột
l’=0.25L
Tải trọng phân bố
q=33.56/(29+29*0.25)=0.9258(T/m)
Trọng lượng tính toán của cột
Gcột=0.9258*29*1.1=29.533(T)
Gchốt cột=0.9258*0.25*29*1.1=7.383(T)
Ơû đây : n1=1.1 là hệ số vược tải
Tải trọng tính toán của Cabin
Gcb=0.7*1.1=0.77(T)
Tải trọng tình toán của hàng(lấy ở phần tính toán hệ cần)
Thông số
Vị trí
Q (T)
R (m)
Rmin
9.6
12.5
Rtb
6
18
Rmax
4.8
25
Tải trọng của tời mang hàng
Gm=0.55(T)
2-Tải trọng quán tính
Tải trọng quán tính sinh ra khi tăng hoặc giảm tốc độ trong thời gian nâng (hạ) hàng và phanh các cơ cấu củng như do sự va đập ở chổ nối ray và cơ cấu truyền động có khe hở của cặp lắp ghép tăng do sự mài mòn khi làm việc.Người ta không áp dụng phương pháp thông thường là xét đến đặc điểm động học của tải trọng thẳng đứng bằng cách nhân tải trọng tính với hệ số động khi tính toán cần trục tháp ở trạng thái làm việc mà người ta đề cập trực tiếp đến tải trọng quán tinh1trong thời gian nâng (hạ) hàng Po
và khi quay cần trục có hàng Pq
Pqt tác dụng lên kết cấu tính bằng
Với m: khối lượng từng phần quy đổi về điểm tính toán
: gia tốc dài tính toán tại điểm này
Trong tổ hợp IIa ta chỉ quan tâm đến khi nâng hoặc hạ hàng
Tải trọng quán tính này xuất hiện do sự dao động của khối lượng cần trục và hàng gồm
Tải trọng nằm ngang do các phần dao động của cần trục và khối lượng của chúng được uy đổi về đuôi cần m1
Với m1=mc*k
m1 :khối lượng quy đổi
mc: khối lượng của cần
k : hệ số quy đổi
m1=11*0.8=8.8(T)
Trong bảng 1.11 sách tính toán máy nâng chuyển(Phạm Đức)
Thời gian khởi động (hảm) các cơ cấu máy trục tiêu chuẩn
Đồi vơi cơ cấu nâng hạ hàng
t=3-8(s) ,ta chọn t=4(s)
P10=8800*0.0583=513.3(kG)
Taỉ trọng quán tính thẳng đứng do phần dao động của cần trục quy đổi về đầu m2 và dao động của phần móc cần quy về m3
P20=m2*
P30=m3*
Thông số
Vị trí
P20
(kG)
P30
(kG)
R
(m)
Rmin
513.3
311.9
12.5
Rtb
513.3
381.8
18
Rmax
513.3
591.7
25
3-Các lực ngang do nghiêng cần trục
Các thành phần nằm ngang của tất cả các tải trọng sinh ra do sự nghiêng của cần trục và khi đặt đường ray hoặc chế tạo cần trục không chính xác tạo ra do sự biến dạng đàn hồi của mặt đường và kết cấu cần trục
Tất cả các thành phần lực ngang này tạo ra theo công thức ,trong đó không kể tới hệ số vượt tải
P=G*i
G: Trọng lượng bản thân cần tính
i : Độ nghiêng lớn nhất của cần trục
Trong đó B: chiều rộng của bánh xe
Tầm với
Các thành phần lực ngang
Rmax
Rml
Rmin
Trọng lượng cột (kG)
410
Trọng lượng cần (kG)
122.2
Trọng lượng hàng và móc treo (kG)
37.4
72.8
112.8
Trọng lượng cabin (kG)
7.78
Trọng lượng chốp cột (kG)
82.03
4-Tải trọng gió
Tải trọng gió tác dụng lên cần trục trong trạng thái làm việc :tải trọng này được đề cập tới khi tính kết cấu thép ,cơ cấu quay ,công suất động cơ và ổn định của cần trục tháp ,hệ số vược tải lấy bằng 1
Chiều của áp lực gió lấy tương tự như chiều của lực ngang sinh ra do cần trục bị nghiêng. Tải trọng gió tác dụng trog mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng treo hàng
+ Tải trọng gió phân bố lên hàng :
Trong đó
: tải trọng gió phân bố(không phụ thuộc vào khu vực đặc cần trục)=15kG/m2
C : hệ số khí động học,trong trường hợp đường bao không tim được C=1.2
KH : Hệ số xét đến sự tăng áp lực gió theo độ cao từ mặt đất
Theo bảng 6-2 trang 308 Sách TTKCT KH = 1.7
Tải trọng gió tác dụng lên hàng :
Với F là diện tích chắn gió của hàng ,F có thể lấy theo thực tế hay số liệu thống kê, khi không có số liệu này có thể lấy theo trọng lượng
Theo bảng 4.2 ,KCKLMT thì
Tải trọng gió tính toán tác dụng lên hàng
n : hệ số hiệu chỉnh áp lực gió
Theo bảng 4.5. sách KCKLMT n=1.7
Các thông số
Đơn vị
Rmax
Rml
Rmin
Diện tích chắn gió
m2
6
8
9
Tải trọng gió tác dụng lên hàng
kG
183.8
244.8
275.4
Tải trọng gió tính toán tác dụng lên hàng
kG
312.12
416.16
468.18
+Tải trọng gió tác dụng lên Cabin:
Tải trọng gió tính toán tác dụng lên hàng:
=90.9*1.7=154.53(kG)
Tải trọng gió tác dung lên Cần:
+Tải trọng gió phân bố tác dụng lên diện tích chắn gió của kết cấu kim loại cần của cần trục tháp
(CT4.6 –KCKLMT)
Trong đó
q0 : Aùp lực gió trung bình ở trạng thái làm việc , q0=25kG/m2
n : Hệ số hiệu chỉnh áp lực gió tính đến sự tăng áp lực theo chiều cao
Tra bảng 4.5 –KCKLMT n:=1.7
C : Hệ số khí động học của kết cấu
Tra bảng 4.6 –KCKLMT C=0.6
: Hệ số kể đến tác dụng động của gió.Trong thực hành kết cấu , đối với cần trục tháp ,hệ số phụ thuộc vào chiều cao và chu kỳ dao động riêng
Tra bảng 4.10 –KCKLMT =1.65
: Hệ số vược tải ,phụ thuộc vào phương pháp tính toán ,với phương pháp trạng thái tới hạn =1.1
Tải trong gió tác dụng lên cần
Với F là diện tích chắn gió của kết cấu
F=kc*Fb ( CT 4.5- KCKLMT)
kc : Hệ số độ kín của kết cấu ; Tra bảng 4.3 KCKLMT kc=0.3
Fb : diện tích hình bao của kết cấu cần
Fb=26*1-4.*1=22(m2)
F=22*0.3=6.6(m2)
=46.3*6.6=305.58(kG)
Tải trọng gió tác dụng lên cột
Diện tích chắn gió của cột
Vì tiết diện cột thay đổi ( côt + chốt cột ) và tải trọng gió phân bố theo chiều cao ,để đơn giản trong việc tính toán tải trọng gió nên ta lấy chiều cao lớn nhất của cột và lấy tải trọng phân bố trung bình cho cả cột
qo = 25kG/m2 =F*=53.36*46.3=2470.5(kG)
Đại lượng
Đơn vị
Rmax
Rml
Rmin
Trọng lượng tính toán cột
kG
29533
Trọng lượng tính toán cần
kG
11000
Trọng lượng tính toán hàng và vật mang hàng
kG
4800
6000
9600
Trọng lượng tính toán Cabin
kG
770
Trọng lượng tính toán chốp cột
kG
7383
Tải trọng quán tinh khi cơ cấu làm việc nâng hạ hàng
P10
kG
513.3
P20
kG
513.3
P30
kG
311.9
381.8
519.7
Lực ngang do nghiêng cần trục (trong mặt phẳng vuông góc với mp mang hàng)
Png-cột
kG
410
Png-cần
kG
122.2
Png-chốt cột
kG
82.03
Png-cabin
kG
7.78
Pvật
kG
37.4
72.8
112.8
Aùp lực gió tác dụng lên các bộ phận khi làm việc
Pg-côt
kG
2470.5
Pg-cần
kG
305.58
Pg-vật
kG
312.12
416.16
468.18
Pg-cabin
kG
154.53
Tổ hợp IIb
Căn cứ vào bảng tổ hợp tài trọng ,đối với tổ hợp Iib thì ta chỉ cần tính các dạng tải trọngsau
Trọng lượng bản thân các bộ phận : giống tổ hợpIIa
Trọng lượng hàng ( không kể đến cơ cấu ngoạm hàng): giống tổ hợpIIa
Tải trọng quán tính khi cơ cấu làm việc: cơ cấu nâng (hạ) hàng ;cơ cấu quay
Ta tính tải trọng quán tính khi cớ cấu quay
Pqt tác dụng lên kết cấu tính bằng
Với m: khối lượng từng phần quy đổi về điểm tính toán
: gia tốc dài tính toán tại điểm này
Tải trọng quán tính này xuất hiện do sự dao động của khối lượng cần trục và hàng gồm :
P10= m1.
Với m1=mc.k
m1 :khối lượng quy đổi
mc: khối lượng của cần
k : hệ số quy đổi
m1=11.0.8=8,8(T)
: gia tốc quán tính của khối lượng được xác định :
Với : gia tốc góc quán tính của cần
Theo bảng 1-11 sách tính toán MNC thời gian khởi động (hãm) các cơ cấu máy trục đối với cơ cấu quay chọn t=4s
R=1,2m: khoảng cách từ m1 đến trục quay
Thông số
Vị trí
R
Pq1
(kG)
Pq2
(kG)
Rmin
12.5
0.3045
2679.6
2603.5
Rtb
18
0.42
3639
2541
Rmax
25
0.567
4989.6
2579.85
Tổ hợp IIc
Căn cứ vào bảng tổ hợp tài trọng ,đối với tổ hợp IIb thì chỉ cần tính các dạng tải trọngsau
Trọng lượng bản thân các bộ phận : giống tổ hợpIIa
Trọng lượng hàng ( không kể đến cơ cấu ngoạm hàng): giống tổ hợpIIa
Tải trọng quán tính khi cơ cấu làm việc: cơ cấu nâng (hạ) hàng ;cơ cấu quay
Lực ngang do nghiêng cần trục : trong trường hợp này ta chỉ quan tâm lực ngang trong mặt phẳng nâng hàng
Các giá trị của lực ngang được xác định như tổ hợp IIa chỉ có mặt phẳng tác dụng là thay đổi so với IIa
Lực ngang do kết cấu cần trục gây ra có chiều như hình vẽ
Có giá trị như trong bảng trong tổ hợp IIa
Tải trọng gió tác dụng lên các bộ phận có giá trị giống tổ hợp IIa ,có phương nằm trong mặt phẳng nâng hàng ,theo quy ước chiều của áp lực gió Pg lấy tương tự như chiều của lực ngang sinh ra do cần bị nghiêng
+Xác lực căng dây của cáp treo hàng
Do đặc điểm của hệ palang mà lực căng dây của cáp treo hàng chỉ phụ thuộc vào trọng lượng vật nâng và hiệu suất puly
Lực căng dây cáp được xác định
Với Ph : tải trọng quán tính của hàng và bộ phận mang hàng
Đại lượng
Đơn vị
Rmax
Rml
Rmin
Ph
kG
5350
6550
10150
kG
5570.6
6820
10568.5
Ph= Gv+Gm
n : hiệu suất của 1 puly
i :=2 số puly dẩn hướng
Ta được bảng số liệu sau
VI-Lực căng dây cáp trên cần
Tổ hợp IIa
Trong mặt phẳng nâng hàng gồm có
Tải trọng tính toán của hàng :Qh
Tải trọng tình toán của vật mang hàng Qm
Lực căng dây cáp nâng vật Sv
Lực căng dây cáp nâng cần Sc
Trọng lượng cần Gc
Các lực quán tính quy đổi P10,P20,P30
.
Các thông số
Qh
Sv
P20
P30
Sc
Đơn vị
độ
độ
kG
kG
kG
kG
kG
Rmax
15
25
4800
5570.6
513.3
311.9
21114.5
Rml
40
15
6000
6820
513.3
381.8
31494.5
Rmin
60
10
9600
10568
513.3
591.7
37675.6
Tổ hợp IIb :
Trong mặt phẳng nâng hàng gồm có
Tải trọng tính toán của hàng :Qh
Tải trọng tình toán của vật mang hàng Qm
Lực căng dây cáp nâng vật Sv
Lực căng dây cáp nâng cần Sc
Trọng lượng cần Gc
Các thông số
Qh
Sv
Sc
Đơn vị
độ
độ
kG
kG
kG
Rmax
15
25
4800
5570.6
19227.9
Rml
40
15
6000
6820
28845.2
Rmin
60
10
9600
10568
34494.4
Xác định tổ hợp IIc
Trong mặt phẳng ngang gồm có các lực sau:
Tải trọng tính toán của hàng :Qh
Tải trọng tình toán của vật mang hàng Qm
Lực căng dây cáp nâng vật Sv
Lực căng dây cáp nâng cần Sc
Trọng lượng cần Gc
Các lực quán tính quy đổi P10,P20,P30
Tải trọng gió tác dụng lên cần
Tải trọng gió tác dụng lên hàng
Lực ngang do nghiêng cần trục do hàng
Lực ngang do nghiêng cần trục do cần
Các thông số
Qh
Sv
P20
P30
Sc
Đơn vị
độ
độ
kG
kG
kG
kG
kG
Rmax
15
25
4800
5570.6
513.3
311.9
21473
Rml
40
15
6000
6820
513.3
381.8
33240
Rmin
60
10
9600
10568
513.3
591.7
41640
VII-Xác định các phản lực ở gối
a.Trong mặt phẳng nâng (hạ) hàng :
Tổ hợp IIa
Các thông số
Qh
P10
P20
P30
Sh
Sc
XB
YB
Đơn vị
độ
độ
kG
kG
kG
kG
kG
kG
kG
kG
Rmax
15
25
4800
513.3
513.3
311.9
5570.6
21114.5
28458
5294
Rml
40
15
6000
513.3
513.3
381.8
6820
31494.5
50158
4091
Rmin
60
10
9600
513.3
513.3
591.7
10568
37675.6
59452
2506.2
Tổ hợp IIb:
Trong mặt phẳng nằm ngang thì phản lực khớp gối tại B đều như nhau
Tổ hợp IIc:
Các thông số
Qh
P10
P20
P30
Sh
Sc
XB
YB
Đơn vị
độ
độ
kG
kG
kG
kG
kG
kG
kG
kG
Rmax
15
25
4800
513.3
513.3
311.9
5570.6
21473
27686
5500.8
Rml
40
15
6000
513.3
513.3
381.8
6820
33240
45599
4680.1
Rmin
60
10
9600
513.3
513.3
591.7
10568
41640
61604
3379.7
VII-Cột quay chịu nén
Khi cột quay chịu nén thì sự giảm tải một phần hay toàn bộ do uốn trong mặt phẳng của cần trục được giả quyết không tính đến momen biến dạng phu5trong mặt phẳng này
Dựa vào lực căng trong palang nâng cần Sn ,tính được bội suất của palang theo điền kiện
R
Sn
Q
Đvị
Rmax
21473
4800
kG
Rml
33240
6000
kG
Rmin
41640
9600
kG
Với bảng số liệu trên ,ta chon giá trí Smax ,lấy n=2
Từ việc căn bằng đối với 1 điểm trên cần truc tháp
=10
Trong đó
Gp : trọng lượng cáp giằng cần
Tra theo Sn lớn nhất ta chọn đựoc loại cáp và Sd ta có Gn=750sách TTMNC)
Gc Trọng lượng cần
Gn : trọng lượng palang nâng cần
Ta tra theo đưòng kính cáp cuốn ASLAT 1976 ta đuớc Gn=47kG
RQ,Rc, rt, rc : các khoảng cách
Momen uốn ở trong mặt phẳng treo tại mặt cắt của gối tưa B cacùh khớp bảng lề một khoảng là b
Các khoản cách trên ta đo trên máy mẩu ta đựoc các số liêu sau
RQ =25.000(m)
Rc, =3.975(m)
Rc’=1.270(m)
rt, =1.080(m)
rc =1.172(m)
b=4.800(m)
H=29.000(m)
h =6.000(m)
a =0.670(m)
X=XA*cos
Y=YA*cos
:góc nghiêng của cần ứng với 3 vị tầm với
Giá trị
X
Y
15
26742.6
5313.4
40
34930.8
3585.2
60
30802
1689.9
-Momen uốn